I. – OPAKOVÁNÍ UČIVA 7. ROČNÍKU

FYZIKÁLNÍ VELIČINY A JEJICH JEDNOTKY

FYZIKÁLNÍ VELIČINA

JEDNOTKA FYZIKÁLNÍ

VELIČINY

= Taková vlastnost fyzikálního

tělesa, pole či jevu, kterou

můžeme měřit nebo porovnávat.

= Určitá dohodnutá část

naměřené hodnoty → Vždy

uvedena za číslem.

ČÍSELNÁ HODNOTA

FYZIKÁLNÍ

VELIČINA

ZNAČKA

VELIČINY JEDNOTKA

ZNAČKA

JEDNOTKY

PŘÍKLAD

MĚŘIDLA

DÉLKA l, s, d METR m PRAVÍTKO

HMOTNOST m KILOGRAM kg VÁHY

OBJEM V METR KRYCHLOVÝ m3

ODMĚRNÝ

VÁLEC

TEPLOTA t CELSIŮV STUPEŇ °C TEPLOMĚR

ČAS t SEKUNDA s STOPKY

SÍLA F, G NEWTON N SILOMĚR

PŘEDPONY SOUSTAVY SI:

10-12

PIKO p biliontina 0,000 000 000 001

10-9

NANO n miliardtina 0,000 000 001

10-6

MIKRO µ miliontina 0,000 001

10-3

MILI m tisícina 0,001

10-2

CENTI c setina 0,01

10-1

DECI d desetina 0,1

101 DEKA da deset 10

102 HEKTO h sto 100

103 KILO k tisíc 1 000

106 MEGA M milion 1 000 000

109 GIGA G miliarda 1 000 000 000

1012

TERA T bilion 1 000 000 000 000

LÁTKY A JEJICH VLASTNOSTI

Každé TĚLESO je složeno z nějaké LÁTKY.

SKUPENSTVÍ

LÁTKY

VLASTNOSTI ČÁSTICE PŘÍKLAD

TĚLESA

PEVNÉ

→ Např. SKLO

- Vlastní objem

- Vlastní tvar

Jsou navzájem poutány

velkými vazebními silami. Sklenice

KAPALNÉ

→ Např. VODA

- Vlastní objem

- Tvar podle nádoby

Volně se pohybují v celém

objemu kapaliny. Voda v PET lahvi

PLYNNÉ

→ Např. KYSLÍK

- Objem podle nádoby

- Tvar podle nádoby

Pohybují se volně a rychle

všemi směry.

Kyslík v tlakové

lahvi

LÁTKY PEVNÉ LÁTKY KAPALNÉ LÁTKY PLYNNÉ

Tvrdé

Pevné

Pružné

Tvárné

Křehké

Tekuté → Lze je přelévat

Téměř nestlačitelné

Tekuté

Rozpínavé

Stlačitelné

PLAZMA

Ionizovaný plyn (čtvrté skupenství látky)

POHYB

POHYB TĚLESA = Změna jeho polohy vzhledem k jinému tělesu.

POHYB KLID

Těleso je vzhledem k jinému tělesu

v pohybu,

mění-li vůči němu svoji polohu.

Těleso je vzhledem k jinému tělesu

v klidu,

nemění-li vůči němu svoji polohu.

PŘÍKLAD:

Cestující sedící v jedoucím vlaku je vůči

okolní krajině v pohybu.

PŘÍKLAD:

Cestující sedící v jedoucím vlaku je vůči

vlaku v klidu.

Těleso, které je vzhledem k jednomu tělesu v pohybu, může být vzhledem k druhému

tělesu v klidu POHYB A KLID JSOU RELATIVNÍ.

ROZDĚLENÍ POHYBŮ:

ROZDĚLENÍ PODLE TVARU TRAJEKTORIE

TRAJEKTORIE = Myšlená čára, po které se těleso pohybuje.

POHYB PŘÍMOČARÝ POHYB KŘIVOČARÝ

Těleso se pohybuje po přímce. Těleso se pohybuje po křivce.

ROZDĚLENÍ PODLE POHYBU VŠECH BODŮ TĚLESA

PO TRAJEKTORII

POHYB POSUVNÝ (TRANSLAČNÍ) POHYB OTÁČIVÝ (ROTAČNÍ)

Každý bod tělesa se pohybuje

po stejné trajektorii a za stejný čas urazí

stejnou dráhu.

Každý bod tělesa se pohybuje

po kružnici a za stejný čas urazí dráhu

v závislosti na poloměru dané kružnice.

ROZDĚLENÍ PODLE DRAH, KTERÉ TĚLESO URAZÍ

ZA STEJNÉ ČASOVÉ INTERVALY

POHYB ROVNOMĚRNÝ POHYB NEROVNOMĚRNÝ

Těleso urazí za stejné časové intervaly

vždy stejné dráhy → Rychlost tělesa

se nemění.

Těleso urazí za stejné časové intervaly

různé dráhy → Rychlost tělesa se mění.

DRÁHA, RYCHLOST, ČAS

DRÁHA RYCHLOST ČAS

= Délka trajektorie

za určitý čas = Průměrná rychlost = Celkový čas

Značka → s Značka → v Značka → t

Základní jednotka → m Hlavní jednotka →

Základní jednotka → s

Dráhu vypočítáme,

jestliže průměrnou

rychlost vynásobíme

časem:

Průměrnou rychlost

vypočítáme, jestliže

celkovou dráhu vydělíme

celkovým časem:

Čas vypočítáme,

jestliže dráhu vydělíme

průměrnou rychlostí:

PŘEVODY JEDNOTEK RYCHLOSTI:

PŘEVOD: [s

m ] → [h

km ] PŘEVOD: [h

km ] → [s

m ]

km/h

0,28 m/s

ÚLOHY:

1) Žirafa uběhla rovnoměrným pohybem dráhu 280 metrů za 20 sekund.

Rozhodni, zda by při tomto běhu dokázal žirafu předhonit závodní kůň?

Nápověda → Tabulky pro ZŠ, str. 88.

2) Z okraje Prahy do Sušice ujede automobil dráhu 153 km za 1 hodinu 48 minut.

Jaká je jeho průměrná rychlost v metrech za sekundu?

3) Roztlačený železniční vagon urazil při posouvání dráhu 210 metrů.

Jak dlouho se pohyboval, byla-li jeho průměrná rychlost 1,5 m/s?

4) Dálkový autobus jede průměrnou rychlostí 60 km/h.

Jak dlouhou dráhu ujede za 4 hodiny 15 minut?

5) Na prvním úseku dálnice jel automobil půl hodiny stálou rychlostí 80 km/h.

Zbývající úsek dálnice projel za tři čtvrtě hodiny stálou rychlostí 60 km/h.

Jaká byla průměrná rychlost automobilu na celé dálnici?

6) Cyklista podnikl výlet k nedalekému hradu – viz graf:

a) Jakou průměrnou rychlostí jel z domova na hrad?

b) Jakou průměrnou rychlostí se vracel?

c) Jaká byla jeho celková průměrná rychlost, nepočítáme-li zastávku na hradě?

ŘEŠENÍ ÚLOH:

1) Rychlost žirafy ……..

Rychlost závodního koně ……

………

Odpověď: Závodní kůň by žirafu dokázal předhonit.

2) s = 153 km

t = 1 h 48 min = 1,8 h

v = ?

2) s = 153 km = 153 000 m

t = 1 h 48 min = 108 min = 6 480 s

v = ?

Odpověď: Průměrná rychlost automobilu je přibližně 23,6 m/s.

3) s = 210 m

v = 1,5 m/s

t = ?

Odpověď: Železniční vagon se pohyboval po dobu 2 minut a 20 sekund.

4) v = 60 km/h

t = 4 h 15 min = 4,25 h s = v ∙ t = 60 ∙ 4,25 = 255 km s = ?

Odpověď: Za uvedenou dobu ujede autobus dráhu 255 kilometrů.

5)

Celková průměrná rychlost automobilu ……

Odpověď: Průměrná rychlost automobilu po celé dálnici byla 68 km/h.

6)

a) Jakou průměrnou rychlostí jel z domova na hrad?

s = 22 km

v1 = ?

Odpověď: Průměrná rychlost cyklisty z domova na hrad byla 12 km/h.

b) Jakou průměrnou rychlostí se vracel?

s = 22 km

v2 = ?

Odpověď: Průměrná rychlost cyklisty z hradu domů byla 26,4 km/h.

c) Jaká byla jeho celková průměrná rychlost, nepočítáme-li zastávku na hradě?

s = 22 km + 22 km = 44 km

Odpověď: Celková průměrná rychlost cyklisty byla 16,5 km/h.

SVĚTELNÉ JEVY

SVĚTLO = Elektromagnetické záření o vlnové délce λ = 400 – 760 nm (nanometrů),

které je pozorovatelné lidským okem.

1 nanometr = 1 nm = 0,000 000 001 m = 1 miliardtina metru.

ZRCADLA

ODRAZ SVĚTLA - ZÁKON ODRAZU:

Při odrazu světelného paprsku na rozhraní dvou prostředí

je úhel odrazu roven úhlu dopadu:

ά = α

Odražený paprsek zůstává v rovině dopadu.

Vynikající odrazové plochy mají

Těleso světlo pohltí, odrazí nebo dojde částečně

k oběma situacím zároveň.

Ve vakuu se světlo šíří

rychlostí téměř

300 000 km/s.

Odrazová plocha

je částí roviny.

Odrazová plocha je

částí kulové plochy.

ZOBRAZENÍ PŘEDMĚTU ROVINNÝM ZRCADLEM:

ZOBRAZENÍ PŘEDMĚTU KULOVÝM ZRCADLEM:

DUTÉ ZRCADLO:

OBRAZ JE:

Skutečný

Převrácený

Zmenšený

Leží mezi ohniskem

a středem křivosti

OBRAZ JE:

Skutečný

Převrácený

Zvětšený

Leží před středem

křivosti zrcadla

OBRAZ JE:

Neskutečný

(za zrcadlem)

Nepřevrácený

Zvětšený

VYPUKLÉ ZRCADLO:

OBRAZ VYTVOŘENÝ VYPUKLÝM

ZRCADLEM JE VŽDY STEJNÉHO

DRUHU:

Neskutečný

Nepřevrácený

Zmenšený

NA ROVINNÉM ZRCADLE POZORUJEME

OBRAZ:

☺ Souměrně sdružený s předmětem podle roviny

zrcadla

☺ Neskutečný = zdánlivý = virtuální

☺ Vzpřímený = přímý = výškově nepřevrácený

☺ Stejně velký jako předmět

☺ Stranově převrácený

ČOČKY

LOM SVĚTLA – ZÁKON LOMU:

PAPRSEK SE LÁME

KE KOLMICI

PAPRSEK SE LÁME

OD KOLMICE

PAPRSEK SE

NELÁME

Šíří se z prostředí opticky

řidšího do prostředí

opticky hustšího.

Šíří se z prostředí opticky

hustšího do prostředí

opticky řidšího.

Dopadá na rozhraní dvou

různých optických

prostředí kolmo.

SPOJKY ROZPTYLKY

Mění rovnoběžné světelné paprsky

na sbíhavé → Spojují je.

Mění rovnoběžné světelné paprsky

na rozbíhavé → Rozptylují je.

ZOBRAZENÍ PŘEDMĚTU SPOJKOU:

OBRAZ JE:

Skutečný

Převrácený

Zmenšený

OBRAZ JE:

Skutečný

Převrácený

Zvětšený

OBRAZ JE:

Neskutečný

(před čočkou)

Nepřevrácený

Zvětšený

ZOBRAZENÍ PŘEDMĚTU ROZPTYLKOU:

OBRAZ JE:

Neskutečný

Nepřevrácený

Zmenšený

O KAPALINÁCH A PLYNECH

PASCALŮV ZÁKON:

Působí-li na kapalinu v uzavřené nádobě vnější

tlaková síla, je tlak v kapalině ve všech směrech

stejný.

Na principu Pascalova zákona pracují hydraulická zařízení, která využívají nestlačitelnosti

kapaliny → Vlastnost nutná pro přenos tlaků.

Hlavní jednotkou tlaku je pascal →

.

1 Pa je tlak, který vyvolá síla 1 N působící kolmo na plochu 1 m2.

ÚLOHY:

1) Pístem tlačíme na vodu v baňce s otvory (viz obrázek) tlakovou silou F = 15 N.

Jaký tlak vyvoláme ve vodě, má-li průřez pístu obsah 3 cm2?

2) Tlak oleje v hydraulickém lisu je 20 MPa. Obsah plochy lisovacího pístu je 15 dm2.

Vypočítejte velikost síly tlačící na píst.

ŘEŠENÍ ÚLOH:

1) F = 15 N

S = 3 cm2 = 0,0003 m

2

p = ? [Pa]

Odpověď: Tlakovou silou 15 N jsme ve všech místech vody v baňce vyvolali tlak

50 kPa.

2) p = 20 MPa = 20 000 000 Pa

S = 15 dm2 = 0,15 m

2 F = p ∙ S = 20 000 000 ∙ 0,15 = 3 000 000 N

F = ? [N] F = 3 MN

Odpověď: Na píst hydraulického lisu tlačí síla o velikosti 3 MN.

HYDRAULICKÝ LIS:

2) Jak velká musí být tlaková síla lisu, aby se na 2 dm2 lisovaného plechu vytvořil tlak

30 MPa?

ŘEŠENÍ ÚLOH:

1) S1 = 10 cm2 = 0,001 m

2

F1 = 100 N

S2 = 300 cm2 = 0,03 m

2

F2 = ?

Odpověď: Velký píst hydraulického lisu zvedá tlaková síla o velikosti 3 kN.

2) S = 2 dm2 = 0,02 m

2

p = 30 MPa = 30 000 000 P F = p ∙ S = 30 000 000 ∙ 0,02 = 600 000 N

F = ?

Odpověď: Tlaková síla lisu musí mít velikost 600 000 N.

F1 ∙ S2 = F2 ∙ S1

ÚLOHY:

1) Obsah malého pístu hydraulického lisu je 10 cm2

a působí na něj vnější tlaková síla 100 N.

Obsah velkého pístu je 300 cm2.

Urči tlakovou sílu, která zvedá velký píst.

HUSTOTA:

Hlavní jednotkou hustoty je kilogram na metr krychlový →

V praxi se však používají i další jednotky hustoty:

ÚLOHY:

1) Urči hustotu plastelíny, jestliže její kousek o objemu 50 cm3 má hmotnost 75 g.

2) Urči objem vzduchového tělesa o hmotnosti 1 kg.

Hustota vzduchu je 1,29 kg/m3.

3) Učebna fyziky ZŠ a MŠ Jesenice má délku 12 m, šířku 6,5 m a výšku 3,5 m.

Urči hmotnost vzduchu v učebně.

Hustota vzduchu je 1,29 kg/m3.

ŘEŠENÍ ÚLOH:

1) V = 50 cm3

m = 75 g

ρ = ?

Odpověď: Hustota plastelíny je 1,5

.

2) m = 1 kg

ρ = 1,29

V = ?

Odpověď: Vzduchové těleso má objem přibližně 0,775 m3.

3) V = a ∙ b ∙ c = 12 ∙ 6,5 ∙ 3,5 = 273 m3

ρ = 1,29

m = ρ . V = 1,29 ∙ 273 = 352,17 kg

m = ?

Odpověď: Vzduch v učebně fyziky má hmotnost přibližně 352 kg.

Á Ě

Ě

m = ρ ∙ V

HYDROSTATICKÝ TLAK, VZTLAKOVÁ SÍLA

HYDROSTATICKÝ TLAK:

= Tlak v kapalině způsobený její vlastní tíhou.

Působí v kapalině ve všech směrech a jeho velikost v hloubce h se určí podle vztahu:

Tíhové zrychlení →

Hustota kapaliny

Hloubka

ÚLOHY:

1) Vypočítej velikost hydrostatického tlaku v kotli ústředního topení, který je ve sklepě

rodinného domku.

Otevřená nádoba je umístěna na půdě ve výšce 11 m nad kotlem.

Hustota vody je 1000 kg/m3.

2) Jak velký je hydrostatický tlak v hloubce 2 m, je-li v nádrži nafta.

Hustota nafty je 940 kg/m3.

3) Urči tlakovou sílu na dno vodorovné nádrže naplněné vodou do výše 3,5 m.

Obsah dna je 8 m2.

ŘEŠENÍ ÚLOH:

1) h = 11 m

ρk = 1000

ph = ?

Odpověď: Hydrostatický tlak v kotli ústředního topení má velikost 110 kPa.

2) h = 2 m

ρk = 940

∙

ph = ?

Odpověď: Hydrostatický tlak v hloubce 2 m je 18,8 kPa.

3) h = 3,5 m

S = 8 m2

ρk = 1000

F = h ∙ ρk ∙ g ∙ S = 3,5 ∙ 1000 ∙ 10 ∙ 8 = 280 000 N = 280 kN

F = ?

Odpověď: Tlaková síla na dno nádrže má velikost 280 kN.

ph = h ∙ ρk ∙ g

VZTLAKOVÁ SÍLA,

= Síla, kterou kapalina nadlehčuje ponořené těleso:

Tíhové zrychlení →

Hustota kapaliny

Objem ponořené části tělesa

ARCHIMÉDŮV ZÁKON:

Silové působení kapaliny na těleso, které je do ní (úplně nebo zčásti) ponořeno, popisuje

ARCHIMÉDŮV ZÁKON:

Těleso ponořené do kapaliny je nadlehčováno vztlakovou

silou, která se rovná tíze kapaliny tělesem vytlačené. Fvz = Gk

Fvz = Vt ∙ ρk ∙ g = mk ∙ g = Gk

ÚLOHY:

1) Dospělý muž má objem 80 dm3.

Jak velká vztlaková síla na něj působí, ponoří-li se zcela do vody?

2) Keramická soška byla zavěšena na siloměr a zcela ponořená do vody.

Jaký je objem sošky, je-li nadlehčována silou 8 N?

ŘEŠENÍ ÚLOH:

1) Vt = 80 dm3 = 0,08 m

3

ρk = 1000

Fvz = Vt ∙ ρk ∙ g = 0,08 ∙ 1000 ∙ 10 = 800 N

Fvz = ?iíu

Odpověď: Na muže působí vztlaková síla o velikosti 800 N.

2) Fvz = 8 N

ρ = 1000

V = ?

Odpověď: Objem sošky je 0,0008 m3 = 0,8 dm

3.

Fvz = Vt ∙ ρk ∙ g

Tíha vytlačené kapaliny.

Hmotnost vytlačené kapaliny.

Hustota kapaliny.

Objem ponořené části tělesa = objem

vytlačené kapaliny.